生物膜在填料上的附着性取决于填料表面的物理化学特性。首先是填料表面的孔隙度及粗糙度大小，表面粗糙度的大小决定着能否快速形成生物膜，粗糙度越大，挂膜越快。填料表面的亲疏水性及电性可以通过对填料表面的改性来完成，或直接在填料原料加工过程中得以实现。
填料表面的孔隙大小也影响生物膜的附着性，较小的孔隙对微生物具有较强的持留作用，只有当填料表面70%以上的孔径大小分布处于反应器内微生物尺寸的1~5倍范围内时，才能获得生物积累。
其 次是填料的表面静电作用和亲水性。微生物在其生存环境的pH值条件下，一般带有负电荷，载体表面若带有正电荷将有利于生物固定过程的进行。 亲水性微生物易于在亲水性填料表面附着，而疏水性填料有利于疏水性微生物在其表面的固定。